楊威，李斌，申張釗，霍美嫻

（1.陜西航天西諾美靈電氣有限公司；2.西安航天動(dòng)力測(cè)控技術(shù)研究所，陜西 西安 710025）

離心式風(fēng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中的一種最常見的輔助設(shè)備，其最大的特點(diǎn)就是風(fēng)機(jī)噪聲大尤其是大型風(fēng)機(jī)的噪聲會(huì)嚴(yán)重影響人的身心健康，因此風(fēng)機(jī)的降噪工作就有著非同尋常的的意義，當(dāng)然想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們還有很多工作要做，首先就是了解噪音的主要來源。是離心風(fēng)機(jī)主要的氣動(dòng)噪聲源就是蝸殼壁，當(dāng)其沒有進(jìn)行消聲處理時(shí)，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的聲波就會(huì)在在風(fēng)機(jī)的蝸殼內(nèi)反射，造成混響聲場(chǎng)的出現(xiàn)，也就使的聲壓級(jí)較高，而當(dāng)離心風(fēng)機(jī)做了降噪處理后，則與之相反。

就目前而言，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都做了離心風(fēng)機(jī)消聲蝸殼降噪的研究工作。就像國(guó)外學(xué)者Bartenwerfer 就研究了方形的蝸板外側(cè)消聲外殼對(duì)離心風(fēng)機(jī)的降噪作用的大小，使該風(fēng)機(jī)的A 聲級(jí)降低了9dB(A)，降噪效果顯著。而劉曉良就發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加空腔的厚度就能增加消音材料的消音效果，也就能夠有效地提高蝸殼的降噪效果。目前，國(guó)內(nèi)外的研究大多集中在周向蝸板上加裝消聲物質(zhì)或者研發(fā)更好的降噪材料上，而像對(duì)風(fēng)機(jī)側(cè)板加裝消聲材料的報(bào)道就很少出現(xiàn)，所以值得大家關(guān)注一下。

1 試驗(yàn)器材、方法

（1）離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。本試驗(yàn)的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖就如圖1 所顯示的，穿孔鋼板固定在風(fēng)機(jī)蝸板和前后蓋板上，二者之間有大約10mm 的空腔，這個(gè)空腔里面可以填充玻璃棉，這就做成了消聲蝸殼。這樣可以在4 個(gè)風(fēng)機(jī)部位添加消聲層，這4 個(gè)部位分別是：①周向蝸板（A 組合）。②蝸殼后蓋板(B 組合)。③周向蝸板和后蓋板(C 組合)。④周向蝸板和前蓋板(D 組合）。實(shí)驗(yàn)中的風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風(fēng)機(jī)一致。

（2）測(cè)試系統(tǒng)。試驗(yàn)在半消聲室中進(jìn)行。試驗(yàn)和測(cè)試所用到裝置或系統(tǒng)都是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2888-91 和GB/T1236-2000 的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造的，能夠代表當(dāng)前企業(yè)中使用的大多數(shù)離心風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口端連接要符合GB/T1236 的規(guī)定。然后我們就用使用智能壓力風(fēng)速風(fēng)量?jī)x來檢測(cè)風(fēng)機(jī)相應(yīng)位置的靜壓以及流量壓差。

圖1 風(fēng)機(jī)消聲結(jié)構(gòu)示意圖

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

（1）消聲蝸殼對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn)，穿孔板由于不如鋁板光滑，會(huì)使改裝了的風(fēng)機(jī)在壓力和效率上有所降低，但降低的幅度有限。而4 種組合方式對(duì)其降低的幅度又有所不同，當(dāng)風(fēng)機(jī)達(dá)到額定功率時(shí)，A、B 兩個(gè)組合改進(jìn)的風(fēng)機(jī)全壓分別降低了16.0Pa、5.0Pa，四組的效率分別下降了約1.28%、0.9%。由此可見安裝穿孔板的面積不同，其使風(fēng)機(jī)壓力的摩擦損失也不同。這其中由于B 組合僅僅在風(fēng)機(jī)的后蓋板上安裝了穿孔板，所以其風(fēng)機(jī)的壓力損失是最小的，同時(shí)其在實(shí)驗(yàn)中的降噪不明顯，降噪效率還是可以的。

（2）A 型消聲蝸殼的降噪效果。圖2 是A 組合與原風(fēng)機(jī)的出口A 聲級(jí)流量對(duì)比圖。由圖2 可以發(fā)現(xiàn)，A 組合風(fēng)機(jī)的降噪效果最好是在額定工況點(diǎn)附近。但是當(dāng)風(fēng)機(jī)流量變大時(shí)，其降噪效果就會(huì)迅速變差，這是因?yàn)闅怏w流速過大時(shí)，吸聲材料的吸聲效果就會(huì)降低，也就會(huì)影響降噪的效果；而在小流量工況時(shí)，風(fēng)機(jī)的振動(dòng)會(huì)變大，這也就會(huì)使振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲增大，也就會(huì)使其降噪效果降低。

圖2 風(fēng)機(jī)A 聲級(jí)對(duì)比

圖3 是原風(fēng)機(jī)和A 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)的噪聲頻譜對(duì)比圖。由頻譜圖可以看出低頻噪聲（500～800Hz）與原風(fēng)機(jī)相比是并沒有被降低的，但是在1250～2000Hz 之 間的噪音下降明顯，其吸聲材料的降噪效果也是非常好的。造成這樣結(jié)果的主要原因也許是超細(xì)玻璃棉在高頻率下，吸聲系數(shù)較大，可以有效降低噪音，而在低頻率下，效果則會(huì)降低。

圖3 風(fēng)機(jī)噪聲頻譜對(duì)比

圖4 風(fēng)機(jī)A 聲級(jí)對(duì)比

（3）B 型 消 聲蝸殼的降噪效果。

圖4 是B 組合與原風(fēng)機(jī)的出口A 聲級(jí)流量對(duì)比圖。通過上圖我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)B 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)的A 聲級(jí)降低了約7dB(A)，其噪音的降低效果不能說說是顯著，但是也不差。

圖5 風(fēng)機(jī)噪聲頻譜對(duì)比

圖5 是原風(fēng)機(jī)和B 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)的噪聲頻譜對(duì)比圖。風(fēng)機(jī)A 聲級(jí)有所增大的頻段是在125～500Hz 之間，其產(chǎn)生的可能的原因是在加裝消聲材料后，葉輪軸向的長(zhǎng)度發(fā)生了改變，其被加長(zhǎng)了，這就引起了低頻電機(jī)的振動(dòng)，從而使風(fēng)機(jī)的噪聲增加了。但是B 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)在中高頻段降噪效果明顯，尤其是整機(jī)的高頻振動(dòng)噪聲被明顯降低。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過這次組合改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)吸聲蝸殼在離心風(fēng)機(jī)降噪中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，通過A、B 2 種方式進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量，在實(shí)驗(yàn)中風(fēng)機(jī)的噪聲都有不同程度的降低，而在這其中在蝸板和后蓋板加裝消音材料的組合降噪效果最好，同時(shí)企業(yè)想要對(duì)現(xiàn)有的離心風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行改裝的難度也不大，其改裝也很方便，風(fēng)機(jī)壓力損失也小，對(duì)于企業(yè)來說這個(gè)改進(jìn)方案還是很經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)也能證明消聲蝸殼在實(shí)際生產(chǎn)中也能有很好的降噪效果，所以如果離心風(fēng)機(jī)想要降噪，吸聲蝸殼是較好的選擇。